В сосуде с водой плавает пустой стакан

Задача по физике – 4962

В сосуде с водой плавает стакан, в котором находится камень. Как изменится уровень воды в сосуде, если из стакана вынуть камень и опустить его в сосуд?

Решение. При перенесении камня в сосуд общий вес воды, камня и стакана не меняется. Площадь дна сосуда тоже не меняется. Следовательно, давление системы трех тел на дно сосуда не должно измениться. Но давление столба воды на дно сосуда $p = rho gh$, где $rho$ – плотность воды, $g$ – ускорение силы тяжести, $h$ – высота столба. Следовательно, уровень воды в сосуде не должен измениться.

Проделаем соответствующий опыт и убедимся, что уровень воды в сосуде понизится. В чем ошибочность решения?

Подробнее

Задача по физике – 4963

В сосуде со ртутью плавает чугунный брусок. Изменится ли положение центра тяжести бруска по отношению к уровню ртути, если в сосуд налить воды?

Решение. Вода давит на брусок сверху и с боков. Силы давления на брусок с боков уравновешиваются, а сила давления на брусок сверху должна понизить положение центра тяжести бруска по отношению к уровню ртути.

Проделаем соответствующий опыт и обнаружим, что брусок в ртути не опускается, а немного всплывает. В чем ошибочность представленного выше решения?

Подробнее

Задача по физике – 4964

Обычно считают, что сифоном можно переливать жидкость из верхнего сосуда в нижний. Если в большой сосуд с водой поместить два сосуда А и В, причем в первом находится керосин, а во втором – вода (рис.), и соединить их трубкой, то керосин будет переливаться из нижнего сосуда А в верхний сосуд В.

Таким образом, керосин, всплывая, увеличивает свою потенциальную энергию по отношению к Земле. Не противоречит ли этот опыт закону сохранения энергии?

Подробнее

Задача по физике – 4965

Кювета с водой стоит на бруске (рис.). На воде плавает коробочка с гирей. Кювета находится в равновесии.

Если вынуть гирю из коробочки и поставить на дно кюветы под тем местом, где плавала коробочка, то равновесие нарушится (рис.), хотя вес левой части кюветы как будто бы не изменился. Объясните ошибку рассуждений

Подробнее

Задача по физике – 4966

Если в установке, изображенной на рисунке, пережечь нить АВ, то тело Р, имеющее объем 100 $см^{3}$, целиком погружается в воду и остается висеть на нити АСВ. При этом равновесие весов нарушается. На какую чашку весов и какой добавочный груз необходимо положить, чтобы восстановить равновесие?

Решение. В соответствии с законом Архимеда тело Р, погруженное в воду, будет выталкиваться вверх с силой 0,98 н. Поэтому на правую чашку весов будет действовать вес штатива и вес тела Р, уменьшенный на вес вытесненной им воды.

Следовательно, для восстановления равновесия весов необходимо на правую чашку поставить гирю массой 100 г.

Однако опыт показывает, что на правую чашку весов необходимо поставить гирю массой 200 г. В чем ошибка решения?

Подробнее

Задача по физике – 4967

Симметричный относительно вертикальной плоскости ОК сосуд ABCD (рис.) наполнен водой и опирается о ребро неподвижной призмы. В правую часть сосуда опустили кусок алюминия массой 0,5 кг, а в левую – кусок свинца массой 0,4 кг. Какая часть сосуда перетянет?

Решение. Сосуд представляет собой сложный равноплечий рычаг. Так как вес куска алюминия больше, чем свинца, то перетянет правая сторона сосуда, где лежит кусок алюминия.

Опыт, однако, опровергает это заключение. В чем ошибка решения?

Подробнее

Задача по физике – 4968

В высокий стеклянный цилиндрический сосуд помещают песочные часы, наливают воды до самого верха и закрывают крышкой (рис.). Часы всплывают под самую крышку. Затем цилиндр переворачивают. Часы не всплывают (рис.), хотя они окружены водой и выталкивающая сила больше веса часов. Через определенный промежуток времени, когда некоторое количество песка высыплется в нижнее отделение, часы начнут медленно всплывать. Таким образом, перетекание песка из верхнего отделения часов в нижнее влияет на его плавучесть. Но ведь часы герметически закрыты и вес их от перетекания песка не изменяется. Как объяснить этот парадокс?

Подробнее

Задача по физике – 4969

Взлет космического корабля с Земли происходит с ускорением, в несколько раз превышающим ускорение силы тяжести. Поэтому находящийся в корабле космонавт подвергается действию перегрузки (силы, прижимающей человека к опоре).

Чтобы избежать перегрузки, предлагают помещать космонавта в камеру с водой (плотность воды примерно равна плотности человеческого тела). Авторы проекта считали, что человек, находясь в воде, становится невесомым и, следовательно, совершенно избавляется от действия как естественной, так и искусственной тяжести (перегрузки). В чем состоит ошибка такого заключения?

Подробнее

Задача по физике – 4970

Рассмотрим один из проектов вечного двигателя. В вырез стенки АВ бака с жидкостью вставлен вал (рис.), ось которого О лежит в плоскости стенки АВ. Вал закрывает собой весь вырез, так что жидкость не выливается; вал может вращаться на своей оси. На половину вала, погруженную в жидкость, по закону Архимеда действует подъемная сила, которая, по мысли изобретателя, должна вызвать вращение вала против часовой стрелки. Это вращение должно было бы продолжаться вечно. В чем ошибка проекта?

Подробнее

Задача по физике – 4971

Швейцарец Г. Леонард в 1865 г. предложил следующий проект вечного двигателя. Бесконечная цепь из жестяных поплавков проходит правой половиной сквозь сосуд В с водой (рис.). По мысли автора, поплавки, стремясь всплыть, будут вращать колесо С, через которое эта цепь переброшена, против движения часовой стрелки. В чем ошибка проекта?

Подробнее

Задача по физике – 4972

В XV в. был предложен проект вечного двигателя, основанный на законе Архимеда. В проекте этого вечного двигателя имеется колесо с семью откидывающимися на шарнирах грузами (рис.). Изобретатель погрузил одну треть колеса в воду, обоснованно предполагая, что вес этой части колеса и грузов уменьшится по известному закону Архимеда и колесо придет во вращение. В чем ошибка проекта?

Подробнее

Задача по физике – 4973

Шар движется в воздухе, имея в данный момент скорость $v$ (рис.). Так как сила сопротивления воздуха пропорциональна квадрату скорости, то ее можно представить в виде $F = kv^{2}$, где $k$ – коэффициент пропорциональности.

С другой стороны, разложив скорость $v$ на горизонтальную и вертикальную составляющие, получим: $v_{1} = v cos 60^{ circ}$ и $v_{2} = v sin 60^{0}$. Следовательно, $F_{1} = kv_{1}^{2} = kv^{2} cos^{2} 60^{ circ}$ и $F_{2} = kv_{2}^{2} = kv sin^{2} 60^{ circ}$, где $F_{1}$ и $F_{2}$ – силы сопротивления, вызванные составляющими $v_{1}$ и $v_{2}$. Таким образом, полная сила сопротивления равна:

$F = sqrt{ F_{1}^{2} + F_{2}^{2}} = sqrt{(kv^{2} cos^{2} 60^{ circ}) + (kv^{2} sin^{2} 60^{ circ})} = kv^{2} sqrt{ frac{5}{8}}$

что не совпадает с выражением $F=kv$. Как разрешить это противоречие?

Подробнее

Задача по физике – 4974

Все тела падают на землю. Облака состоят из мелких капелек воды. Значит, облака должны падать на землю.

Однако никому не удавалось наблюдать, чтобы облако, опускаясь, когда-нибудь достигло земли. Как разрешить этот парадокс?

Подробнее

Задача по физике – 4975

При испытании реактивного снаряда, установленного в хвосте самолета для его защиты от нападения сзади, был обнаружен удивительный парадокс. При выпуске снаряда он сначала удалялся от самолета, а затем разворачивался и догонял самолет. Как можно объяснить это явление?

Подробнее

Задача по физике – 5135

В одном из солёных озёр Канады плотность воды зависит от глубины так, как показано на рис. На какой глубине и в каком положении будет плавать тонкая однородная палка? Плотность материала, из которого она сделана, равна 1020 $кг/м^{3}$.

Подробнее

Источник